Женщина. Эволюционный взгляд на то, как и почему появилась женская форма - Дина Эмера

способность женских клеток (в матке) сдерживать вторжение плода во время беременности может также влиять на ее способность сдерживать проникновение раковых клеток в другие части тела. Это последнее утверждение очень провокационное и запутанное, так что давайте его разберем.

Один из основных вопросов этой главы, как наше эволюционное прошлое повлияло на здоровье и болезни человечества сегодня? Это прошлое включает в себя недавнюю историю эволюции человека, например адаптации наших предков охотников-собирателей, которые защищали от инфекционных заболеваний, таких как малярия. Но важна и более древняя эволюционная история, например различия в женских и мужских репродуктивных стратегиях, существовавшие с момента возникновения раздельного пола у наших предков-животных. У людей есть наследие от обезьян, приматов, млекопитающих и амниот, и черты, которые мы переняли от наших давних предков, могут влиять на наше здоровье сегодня. Какое отношение это наследие имеет к раку?

Уже более ста лет биологи отмечают сходство поведения раковых клеток и клеток трофобласта плаценты. Вспомним шестую главу: плацента создается развивающимся ребенком, и ее задача – извлекать из матери питательные вещества и газы и выводить отходы. Трофобласты выполняют в плаценте множество функций, и одна из них – проникать в матку на ранних сроках беременности, продвигаясь сквозь ткани матки, чтобы добраться до кровеносных сосудов матери и трансформировать их. Рак же представляет собой скопление «неправильных» клеток, которые образуют комок или массу и могут появиться в любом месте тела, что становится проблемой, если они начинают бесконтрольно расти и создавать очаги для новых образований в других местах, что называется метастазом. Именно бесконтрольный рост и распространение раковых клеток так опасен, потому что они мешают правильному функционированию жизненно важных органов. Так чем же похожи плацентарные клетки и метастатические раковые клетки? И те и другие профессионально проникают в другие ткани для усиления питания от кровеносных сосудов и при этом мастерски обходят защиту иммунной системы. Еще одно интересное наблюдение, касающееся плаценты и рака: у видов с инвазивной плацентой вероятность развития метастатического рака выше, чем у других млекопитающих. Помните из главы о беременности, что плацента млекопитающих у разных видов выглядит совершенно по-разному? Одна из классификаций основана на том, насколько агрессивно клетки трофобласта проникают в матку. У людей, летучих мышей и грызунов плацента отличается глубокой инвазией, а у коров, свиней и китов плацента неинвазивна. Виды, у которых плацента неинвазивная, меньше страдают от метастатического рака.

Первоначально была гипотеза, что метастатический рак развился одновременно с инвазивной плацентой. Неудачным последствием эволюции инвазивной плаценты стало появление клеток, которые начали использовать программу инвазии в разных частях тела, хотя началось все с эволюции беременности. Но эту теорию опровергают данные о том, что метастатический рак возник задолго до инвазивной плаценты. Птицы заболевают раком, но ни у одного вида птиц (вымерших или ныне живущих) никогда не было плаценты, тем более инвазивной. Также нужно учитывать, что механизмы проникновения, используемые раковыми и плацентарными клетками, аналогичны механизмам в других очень древних процессах (таких, как заживление ран), которые возникли раньше плаценты на сотни миллионов лет.

Есть еще одно объяснение, почему у млекопитающих с неинвазивной плацентой наблюдается более низкий уровень метастатического рака. Помните информацию из шестой главы, что когда плацента впервые возникла у сумчатых и плацентарных млекопитающих, она была недолговечной и проникала неглубоко? Она стала инвазивной у предков плацентарных млекопитающих, но и тогда не перестала меняться. У некоторых групп, например у обезьян, плацента стала еще более агрессивной (что может объяснить, почему люди так восприимчивы к метастатическим опухолям). Но у копытных млекопитающих, таких как коровы, лошади и свиньи, она снова стала неинвазивной. Это произошло не потому, что клетки трофобраста потеряли способность к инвазии. Например, беременность у свиней за пределами матки инвазивная. Различия заключаются в том, как матка реагирует на вторжение – предотвращает ли она повреждение материнских тканей плацентой. Возможно, материнский эндометрий развил устойчивость к инвазии в результате генетического конфликта между матерью и плодом из-за ресурсов, о чем мы говорили в предыдущих главах. Поскольку клетки эндометрия представляют собой фибробласты (тип клеток, встречающийся по всему телу), вполне возможно, что развившаяся устойчивость эндометрия к плацентарной инвазии у копытных животных позволяет другим клеткам фибробластов в организме противостоять инвазии метастатических раковых клеток, что объясняет более низкие показатели заболеваемости раком у копытных животных.

Есть ряд лабораторных экспериментов, которые подтверждают эту гипотезу. Команда под руководством моего научного руководителя Гюнтера Вагнера добавляла клетки трофобласта двух видов – человека и коровы – в клетки эндометрия человека или коровы в разных комбинациях. Во-первых, они обнаружили, что клетки эндометрия коровы устойчивы к инвазии клеток трофобласта коровы и клеток трофобласта человека, в то время как клетки эндометрия человека легко пропускают клетки трофобласта и человека, и коровы. Эти результаты показывают, что большая часть контроля над инвазией находится в эндометрии и что клетки эндометрия коровы сопротивляются инвазии лучше, чем клетки человека. Но эксперимент продолжили, на этот раз уже с раковыми клетками. Исследователи добавляли раковые клетки кожи человека или коровы в фибробласты кожи человека или коровы и получили похожие результаты: фибробласты коровы более устойчивы к инвазии раковых клеток, чем человеческие фибробласты. Обнаружилось даже несколько генов, отвечающих за эти различия между видами. Когда ученые изменили эти гены в клетках человека, сделав их более похожими на клетки коровы, клетки человека стали более устойчивыми к инвазии. Это новейшее исследование предполагает, что более детальное понимание генетических изменений, лежащих в основе эволюции плаценты у млекопитающих, особенно того, как развивался эндометрий, может дать основу для изобретения средств, предотвращающих метастазирование рака.

Теперь вернемся к провокационной идее из начала раздела. Мужчины умирают от рака чаще, чем женщины, и одно из многих возможных объяснений этой разницы между полами связано с эндометрием – тканью, которой обладают только женщины. Несмотря на то что клетки эндометрия человека не так эффективны, как клетки эндометрия коровы, человеческий эндометрий все же умеет сдерживать инвазию плаценты – в противном случае у женщины не было бы шансов выжить во время беременности. Как уже говорилось, клетки эндометрия представляют собой особый тип фибробластов, который встречается в организме повсюду. Получается, могут быть половые различия в том, как клетки фибробласта мужчин и женщин противостоят метастатической инвазии, корни этих различий лежат в женском эндометрии. Эти идеи еще не изучены должным образом, но будет забавно, если в свете многолетнего доминирования мужчин в сфере медицинских исследований, именно эндометрий – женская ткань – продвинет нас к избавлению от рака у всех людей.

Я бы хотела поделиться с вами моим разговором с отцом о планах на научную карьеру, когда